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第1章 绪论1

1.1 研究背景及意义1

1.2 国内外研究现状2

1.2.1 水资源承载力研究现状2

1.2.2 灌区水文循环研究现状7

1.2.3 存在的问题及研究趋势10

1.3 主要研究内容及技术路线13

1.3.1 主要研究内容13

1.3.2 技术路线14

第2章 灌区地下水承载力理论探析15

2.1 灌区地下水承载力的概念、内涵和特征15

2.1.1 灌区地下水承载力的概念15

2.1.2 灌区地下水承载力的内涵18

2.1.3 灌区地下水承载力的特征20

2.2 灌区地下水承载力影响因素22

2.2.1 水资源数量和质量22

2.2.2 水资源开发利用程度和方式23

2.2.3 生态环境状况23

2.2.4 社会经济发展水平24

2.2.5 科技水平24

2.2.6 人口及生活水平24

2.2.7 其他资源25

2.2.8 管理体制和政策法规25

2.3 灌区地下水承载力研究的理论基础26

2.3.1 灌区水资源－社会经济－生态环境复合系统26

2.3.2 自然和人类活动作用下的水文循环过程与机制28

2.3.3 可持续发展理论28

2.3.4 广义水资源系统理论29

2.4 本章小结31

第3章 灌区水文循环的基本理论与模型32

3.1 灌区水循环模式32

3.1.1 自然水循环系统32

3.1.2 人类活动对水循环的影响33

3.1.3 灌区自然－人类活动作用下的水循环模式34

3.2 SWAT和MODFLOW耦合的分布式水文模型36

3.2.1 SWAT模型概述38

3.2.2 MODFLOW模型概述40

3.2.3 SWAT模型的不足与改进41

3.2.4 SWAT-MODFLOW耦合模型的结构42

3.2.5 SWAT-MODFLOW耦合模型的原理43

3.3 本章小结51

第4章 典型灌区的分布式水文模型建立53

4.1 研究区概况53

4.1.1 自然地理53

4.1.2 灌排河渠55

4.1.3 水文地质条件56

4.1.4 水资源水环境状况59

4.2 水文模型基础数据构建62

4.2.1 地形62

4.2.2 土壤属性63

4.2.3 土地利用类型67

4.2.4 气象数据68

4.2.5 水文地质参数69

4.2.6 农业管理措施70

4.3 水文模型建立71

4.3.1 流域划分71

4.3.2 水文响应单元HRUs划分71

4.3.3 地下水数值模型74

4.4 水文模型率定和验证76

4.4.1 模型率定78

4.4.2 模型验证83

4.5 基于分布式水文模型的水资源评价88

4.5.1 水资源评价88

4.5.2 水资源可用量90

4.6 本章小结92

第5章 基于指标体系灌区地下水承载力评价模型93

5.1 灌区地下水承载力评价指标体系的建立93

5.1.1 指标选取的原则93

5.1.2 指标体系的构建94

5.2 地下水承载力模糊综合评价模型96

5.2.1 多层次模糊综合评价模型97

5.2.2 评价典型年及评价分区101

5.2.3 评价指标及等级界定102

5.2.4 地下水承载力模糊层次综合评价105

5.3 地下水承载力TOPSIS评价模型111

5.3.1 评价原理和模型112

5.3.2 基于TOPSIS法承载力评价117

5.4 本章小结120

第6章 灌区地下水承载力多目标评价模型121

6.1 灌区地下水承载力多目标评价原理和流程121

6.1.1 灌区地下水承载力多目标评价原理121

6.1.2 灌区地下水承载力多目标评价流程122

6.2 灌区地下水承载力多目标评价模型122

6.2.1 模型建立122

6.2.2 目标函数124

6.2.3 约束条件125

6.3 模型求解127

6.3.1 多目标优化问题求解方法128

6.3.2 改进的粒子群算法133

6.3.3 基于TOPSIS法的承载力多目标PSO算法137

6.4 灌区需水量预测140

6.4.1 农业需水预测140

6.4.2 第二产业需水预测140

6.4.3 第三产业需水预测141

6.4.4 生活需水预测141

6.4.5 生态环境需水预测142

6.4.6 需水总量143

6.5 地下水承载力评价144

6.5.1 承载力评价模型构建144

6.5.2 现状年地下水承载力147

6.5.3 规划水平年地下水承载力147

6.6 本章小结159

第7章 灌区地下水承载力风险分析160

7.1 引言160

7.2 地下水承载力风险的定义161

7.3 灌区地下水承载力风险因素162

7.4 灌区地下水承载力风险计算方法163

7.4.1 蒙特卡罗法的原理163

7.4.2 风险因素的概率分布163

7.4.3 地下水承载力风险计算步骤165

7.5 人民胜利渠灌区地下水承载力风险分析166

7.5.1 风险因子及其概率分布166

7.5.2 风险评价指标167

7.5.3 地下水承载力风险分析168

7.6 本章小结168

第8章 结论与展望170

8.1 结论170

8.2 展望171

参考文献172